Krzywa grzewcza w pompie ciepła - co to jest? Jaka powinna być krzywa grzewcza? Jak ją ustawić?

Krzywa grzewcza w pompie ciepła jest po prostu zależnością pomiędzy temperaturą zasilania urządzenia grzewczego a temperaturą zewnętrzną. Właściwe ustawienie krzywej grzewczej pozwala zapewnić komfort cieplny przez kontrolę temperatury wewnętrznej w zależności od temperatury zewnętrznej właśnie. Określa niezbędną moc urządzenia w stosunku do zapotrzebowania na ciepło budynku.

Spis treści

1. Czym jest krzywa grzewcza w pompie ciepła?
2. Jak ustawić krzywą grzewczą na grzejniki?
3. Co ma wpływ na krzywą grzewczą?
4. Jak właściwie ustawić krzywą grzewczą?
5. Zbyt stroma krzywa grzewcza
6. Kto powinien ustawić krzywą grzewczą?
7. Krzywa grzewcza a pompa ciepła

Czym jest krzywa grzewcza w pompie ciepła?

Krzywa grzewcza opisuje zależność pomiędzy temperaturą zasilania urządzenia grzewczego a temperaturą panującą na zewnątrz budynku.

Źródła ciepła, takie jak pompa ciepła czy kocioł gazowy, mogą płynnie regulować swoją moc. Pozwala to na dłuższą ich pracę w ustalonych warunkach, co z kolei przekłada się na wzrost ich efektywności i dłuższą pracę bez awarii.

W instalacji grzewczej mamy źródło ciepła i odbiorniki. W celu ustawienia komfortu cieplnego operować możemy zarówno źródłem ciepła, jak i odbiornikami. Jest to bardzo istotne by te elementy ze sobą współgrały.

Przewymiarowane, tj. ze zbyt dużą w stosunku do zapotrzebowania mocą pompa ciepła lub kocioł będą pracowały w sposób nieefektywny, gdy instalacja nie będzie w stanie przekazać pozyskanej mocy do budynku.

Krzywa grzewcza pozwala na regulowanie mocy systemu grzewczego w budynku. Zapewnia komfort ciepła przez kontrolę temperatury wewnętrznej w zależności od temperatury zewnętrznej.

Trzeba wiedzieć, że krzywa grzewcza ustawia się w zależności od rodzaju instalacji centralnego ogrzewania. Ponieważ instalacje mają różne temperatury zasilania inny wykres krzywej grzewczej będzie dla grzejników a inny dla niskotemperaturowej podłogówki.

Może zainteresuje Cię także:

• Pierwsze uruchomienie pompy ciepła - checklista instalatora
• Jak dobrać powietrzną pompą ciepła dla nowego budynku? Obliczenia
• Dlaczego pompy ciepła się psują?
• 4 obowiązkowe kontrole przy serwisie pompy ciepła

Jak ustawić krzywą grzewczą na grzejniki?

Wiemy, że większy grzejnik da nam większą moc. Hydraulicy często określają moc grzejnika po liczbie tzw. żeberek. Grzejnik wiszący na ścianie nie może zwiększyć i zmniejszyć swej powierzchni tak, by dostosować się do strat budynku. Jak więc sterować pracą grzejników?

Wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej, należy podnosić wartość temperatury wody płynącej z kotła lub pompy ciepła na grzejniki. Oczywiście musi to też działać w drugą stronę, czyli im cieplej na zewnątrz tym mniejsza moc grzejników jest potrzebna. Tak dochodzimy do wniosku, że potrzebujemy zależności, która będzie nam mówić jaka temperatura powinna być ustawiona w instalacji przy danej temperaturze zewnętrznej. Mając takie dane możemy narysować wykres temperatury zasilania grzejników od temperatury zewnętrznej. Będzie to linia, którą nazywamy właśnie krzywą grzewczą.

Należy pamiętać, że im większa powierzchnia naszych odbiorników ciepła, tym niższa krzywa i odwrotnie. Na tej podstawie wiemy, że nie zaczniemy ustawienia od najniższych krzywych, bo te odpowiadają ogrzewaniu podłogowemu. Zaczniemy więc od krzywych, które pozwalają nam uzyskać ok. 45°C przy obliczeniowej temperaturze zewnętrznej (np. -20°C dla II strefy klimatycznej). Im mniejsze grzejniki tym bardziej stroma krzywa, a im bardziej przewymiarowane lub gdy budynek jest po termomodernizacji, tym krzywa niższa i bliższa krzywej grzewczej dla ogrzewania podłogowego.

Pierwsze ustawienie krzywej grzewczej powinno być wykonane przez autoryzowanego instalatora, uruchomiającego kocioł czy pompę ciepła. Może się okazać, że pierwsze ustawienie nie będzie trafne i będzie konieczna korekta. Ważne, aby po każdej korekcie obserwować zmiany w ciągu 1-2 dni, zanim się wprowadzi kolejną korektę.

Właściwy przebieg wykresu krzywej grzewczej zapewni komfort cieplny. Sterownik kotła podniesie temperaturę wody grzewczej, kiedy na zewnątrz zrobi się chłodniej, i obniży ją, gdy się ociepli.

Co ma wpływ na krzywą grzewczą?

Wiemy już, że krzywa grzewcza jest dobierana do typu instalacji odbioru ciepła w budynku oraz jej parametrów projektowych. Wpływ na krzywą grzewczą ma również to, jak zaizolowany jest budynek, gdzie jest zlokalizowany, jaki ma typ wentylacji itp..

Przykładowo. Największą strefę grzewczą w Polsce stanowi strefa III (w Polsce mamy V stref). Dla tego obszaru projektanci przyjmują, iż instalacja w budynku będzie musiała maksymalnie dostarczyć tyle ciepła, ile jest potrzebne w chwili, gdy na zewnątrz mamy -20°C. Chcąc mieć 20°C wewnątrz domu, będziemy mieli 40K (Kelwinów) różnicy pomiędzy tym, co w środku, a co na zewnątrz.

Następnie znając np. powierzchnię ścian, projektant może policzyć z jaką mocą ucieka ciepło przy tych warunkach – ile kW ciepła będzie musiał dostarczać nasz system grzewczy. Wie on także, że przy 20°C na zewnątrz różnica temperatury będzie wynosiła 0K – czyli wymagana moc wyniesie 0 kW.

W ten sposób mamy określone maksymalne i minimalne zapotrzebowanie wraz z temperaturami zewnętrznymi. Wszystko co pomiędzy, przybliżyć można prostą linią – linią zmiany strat ciepła z budynku.

Jak właściwie ustawić krzywą grzewczą?

Najlepiej to robić, kiedy wiemy jaką wartość temperatury wody grzewczej przyjął projektant, np. przy -20°C na zewnątrz. Wiedząc to, na naszym sterowniku wybieramy taką krzywą, która przy -20°C będzie pokazywać tę konkretną temperaturę.

Co zrobić, gdy krzywa grzewcza ustawiana jest liczbowo, często nawet z częściami dziesiętnymi? Te liczby to wynik prostych obliczeń: różnica pomiędzy temperaturą wody zasilającej i temperaturą wewnętrzną podzielona przez różnicę pomiędzy temperaturą wewnętrzną a zewnętrzną.

Przykładowo: (60-20)/(20-(-20) co równa się 40/40, czyli 1 – krzywa grzewcza oznaczona będzie jako jeden. Przy 45°C na zasilaniu będzie to krzywa oznaczona jako 0,625.

Zbyt stroma krzywa grzewcza

Użytkownik przy ustawianiu krzywej grzewczej, może trafić na jeszcze jedno zagadnienie. Co w sytuacji, gdy zimą instalacja spełniała oczekiwania, a na wiosnę lub jesienią instalacja nie dogrzewa? Oznacza to, że krzywa grzewcza jest zbyt stroma. W efekcie przy np. 12°C temperatury zewnętrznej mamy zbyt niską temperaturę zasilania. Jak rozwiązać ten problem?

Paradoksalnie, należy wybrać niższą krzywą i skorzystać z opcji jej podbicia – przesunięcia wszystkich punktów ją tworzących w górę. W efekcie przy np. -20°C uzyskamy te same temperatury zasilania co przy pierwotnych ustawieniach, natomiast np. przy 20°C nie będziemy mieli na zasilaniu 20°C tylko np. 28°C. W ten sposób zwiększymy moc naszych odbiorników w okresie jesiennym i wiosennym nie zmieniając temperatury zasilania zimą (lub tylko nieznacznie).

Należy pamiętać o jeszcze jednej funkcjonalności krzywej grzewczej. Podnosząc temperaturę w domu przesuwamy całą krzywą w górę na tej samej zasadzie, co przy jej podbiciu. Stąd też, w momencie, gdy podniesiemy zadaną temperaturę w domu, rośnie też temperatura wody zasilającej odbiorniki. Pamiętajmy, jednakże, że utrzymując wyższą temperaturę w domu zwiększamy też straty, gdyż rośnie nam różnica pomiędzy temperaturą zewnętrzną i wewnętrzną. Tym samym zwiększamy też zużycie energii.

Kto powinien ustawić krzywą grzewczą?

Ustawienie odpowiedniej krzywej grzewczej wymaga doświadczenia i czasu. Tak naprawdę każdy dom wymaga indywidualnych ustawień. Inaczej zachowuje się budynek stojący w otoczeniu lasu, a inaczej na szczycie wzgórza.

Pierwsze ustawienie krzywej grzewczej powinno być wykonane przez autoryzowanego instalatora, uruchomiającego kocioł czy pompę ciepła. Może się okazać, że pierwsze ustawienie nie będzie trafne i będzie konieczna korekta. Ważne, aby po każdej korekcie obserwować zmiany w ciągu 1-2 dni, zanim się wprowadzi kolejną korektę.

Krzywa grzewcza a pompa ciepła

W niektórych pompach ciepła jest mechanizm REG+, który w każdej sekundzie analizuje temperaturę zewnętrzną, wewnętrzną i zasilania, a także wydajność sprężarki. W sytuacji, gdy mechanizm stwierdzi, że pomimo uzyskania parametrów z krzywej, dom się chłodzi lub przegrzewa, to koryguje on ustawienia krzywej. A nawet zmienia ustawienia algorytmu sterowania wydajnością sprężarki.

W ten sposób użytkownik nawet nie odczuwa, że krzywa musiała ulec zmianie, bo widzi stabilną temperaturę wewnętrzną i ma komfort cieplny. Ponadto, gdy zmieni on ustawienia, pompa z  wykorzystaniem algorytmu dojdzie no nowych wartości w optymalny sposób – im silniejsza zmiana tym mocniejsza reakcja. Pracę tego algorytmu można porównać do aktywnego tempomatu – sam zwalnia i przyspiesza. Dodatkowo, pompy ciepła na etapie montażu wykonują automatyczne testy i dobierają krzywą grzewczą, która później jest ewentualnie korygowana przez mechanizm REG+.

Co więcej, nawet jeżeli na etapie montażu, czujnik temperatury zewnętrznej będzie zamontowany nieoptymalnie, to mechanizm ten wychwyci zachowanie budynku i skoryguje ustawienia krzywej grzewczej tak, by odbiorniki miały odpowiednią moc.

Podsumowując, krzywa grzewcza to przydatne narzędzie do regulacji mocy instalacji grzewczej. Dodatkowo poprawiana jest efektywność pracy instalacji grzewczej. Musimy pamiętać o tym, że podwyższenie temperatury wody zasilającej podnosi moc naszych odbiorników, a im większa powierzchnia odbiornika, tym silniej rośnie jego moc z temperaturą zasilania. 

Pamiętajmy także, że raz ustawiona krzywa grzewcza, może nie być odpowiednia w sytuacjach silnej zmienności pogody. Dlatego najlepiej wybierać produkty, które same pilnują tych ustawień.